Enigma da massa faltando

A matéria escura não-bariônica

O universo não é composto só de átomos, 96% do nosso universo está em falta. É uma teoria que temos dificuldade em conceituar. No norte da Inglaterra, no fundo de uma mina em 1600 metros abaixo da superfície da Terra, cientistas procuram uma nova partícula fundamental incansavelmente desde 1970.
Naqueles anos, a ciência achava que o universo está completo e que o modelo é satisfatório. Mas em 1974, dois pesquisadores de Princeton, New Jersey, EUA, decidiu medir a quantidade de matéria contida no universo inteiro.
Jeremias Ostriker e James Peebles olha para a estabilidade de galáxias, e eles enfrentam um problema. As galáxias não são estáveis e seu modelo de computador mostra que as galáxias, após um período de rotação, desfeita.
Para ser estável é, em teoria, mais material, portanto, mais gravidade, para que tudo não desmorone. Como não existe material adicional, os dois cientistas com a finalidade de uma simulação, inventou um, Dark Matter. A idéia não é nova porque em 1930, Fritz Zwicky, o astrofísico suíço-americano (1898-1974) observou uma anomalia.

Ele percebe que o Mount Wilson Observatory, observando um grupo de galáxias no aglomerado de Coma, as galáxias giram em torno de si toda a velocidade, mas a massa não é suficiente para impedir dissociar. Em 1933 ele foi o primeiro a sugerir a presença de matéria invisível entre as galáxias, mas não vai convencer ninguém da importância de sua descoberta, que será esquecido por quase quarenta anos. Um astrônomo, Vera Rubin, além de seus 4 filhos, é dedicada em 1970, o estudo de galáxias.
Ela então fez uma descoberta fundamental. Sabemos que tudo está relacionado à gravidade do sistema solar mais distante da força gravitacional do Sol enfraquece ainda mais. É o mesmo para as galáxias onde as estrelas que giram em torno de um campo gravitacional intenso. Vera Rubin observou que as estrelas não abrandar gradualmente conforme a distância do centro da cidade, suas velocidades são constantes, o centro para a periferia.
A conclusão é que a falta de massa no universo observável para garantir sua estabilidade. A matéria escura, até então ignorado, tornou-se moda no mundo científico.

Imagem: A análise das imagens do satélite WMAP do céu, indica que o universo tem mais de 13,8 bilhões ano (com uma precisão de 1%), é composto de 73% de energia escura, 23% Cold matéria escura e somente 4% de átomos. O universo está se expandindo a uma velocidade de 71 km/s/Mpc (com uma precisão de 5%). Ele passou por episódios de rápida expansão chamada inflação e crescer para sempre. Crédito: Equipe de ciência da WMAP, Nasa

A massa perdida

Qual é a matéria escura?
Em astrofísica, a matéria escura (ou matéria negra) referem-se ao material aparentemente indetectável. Várias hipóteses têm sido exploradas e da composição da matéria escura hipotética, que não emite radiação, gás molecular, estrelas mortas, as anãs castanhas em grande número, os buracos negros, etc. Os cientistas estão mapeando o universo através da medição da quantidade de hidrogênio em grande escala, eles acham que, mesmo quando não há estrelas na fronteira de galáxias, o gás se transforma em órbita tão rapidamente quanto as estrelas nas proximidades o centro. O hidrogênio sofre a mesma força misteriosa. As curvas de rotação implica a presença de uma força de nonbaryonic natureza. Os cientistas esperam há várias décadas, o fundo de uma mina de 1.600 metros, a partícula hipotética, o neutralino, é revelado.
Como as partículas não-bariônica vai se materializar nas telas das máquinas bariônica?
Parece estranho, mas é o orçamento para gastar. Mordechai Milgrom do Instituto Weizmann, em Israel, afirma que a presença de matéria escura é desnecessária e que a gravidade é mais forte em alguns lugares. Em 1981 ele fez pública sua teoria, gravidade variável, um conceito que contradiz Newton extravagante. Os cientistas têm ignorado o conceito. Ele já mudou a teoria da gravitação em distâncias atômicas, é possível que o dia que você mudar para grandes distâncias galácticas.

A estrutura do universo, no entanto, mostra que a questão atômica representa apenas 4% do total do material. Mas a matéria escura não é a falta de 96% do universo. A teoria do Big Bang mostra que o Universo se expande mais e mais rapidamente, acelerando a sua expansão.
A quantidade de energia necessária para causar esta aceleração é enorme, essa energia é chamada de energia escura. Hoje, a cosmologia nos diz que a composição do universo é composto de 73% de energia escura, 23% de matéria não-bariônica e 4% de matéria bariônica.
Este é o resultado hipotético do modelo padrão simulado por computador. É uma ilusão para mostrar o que está acontecendo com base em simulações de computador. Gerar galáxias com computadores é uma aberração, dado o número de parâmetros desconhecidos a ajustar, é como se esses cientistas queriam jogar o "criador".
No entanto, um dos principais problemas da astrofísica moderna é que podemos ignorar a natureza essencial do universo. A matéria luminosa, o único que vemos diretamente, parece representar menos de um décimo da massa do universo. Esta luz é a nossa única fonte de informação.
O fato é que o universo é realizada por entidades que não sabemos se eles existirem. Um dia virá em que ele irá rever a base da constituição do cosmos.

Imagem: Esta lente gravitacional mostra alguns objetos estranhos azul desenhado. Esses objetos que pontilham as imagens são múltiplas visões de uma galáxia único anel. A forma singular da galáxia de fundo azul (centro), permitiu aos astrónomos a deduzir que é reproduzido na imagem para 4 horas, 10 horas, 11 horas e 12 horas a partir do centro do aglomerado. Em um conjunto muito grande de galáxias, a força gravitacional é tão forte que o espaço-tempo é deformado pela energia escura.

Quantidade de matéria negra

Os aglomerados de galáxias são objetos de escolha para estudar o problema da matéria escura, porque nós podemos estudar a sua distribuição em massa por vários métodos independentes.
Podemos analisar os movimentos de suas galáxias, as propriedades do gás quente que eles contêm, o efeito de lente gravitacional fenômenos que são observados, o rompimento da radiação cósmica de fundo que geram, a modelagem de sua formação pelo colapso gravitacional. Cosmologia nos diz que a composição do universo é composto de 73% de energia escura e 27% de gordura (23% de matéria não-bariônica e 4% da matéria bariônica).
O estudo dos aglomerados de galáxias indica que 90% da sua massa é invisível e no estudo de galáxias indica que aa grande maioria da sua massa é invisível. A observação de aglomerados de galáxias podem mostrar que a matéria escura é distribuída em uma questão menos concentrada, mais ampla, do que ordinárias.

As simulações numéricas sobre as propriedades do início do universo, pode encontrar a distribuição de matéria escura em torno de aglomerados de galáxias. Na verdade, essas simulações indicam que, em pequenas escalas, a matéria escura que tendem a formar grumos, com massas que variam de indivíduo que na Terra para que de uma galáxia. A matéria escura é uma panqueca clusters abrangente de galáxias, contendo uma infinidade de pequenos grumos. Ben Moore desenvolveu fazendas computador dedicado a este tipo de problema.

Imagem: Os resultados de simulações realizados por Ben Moore. A imagem mostra uma visão geral da distribuição de matéria escura em uma fatia do universo de 10 000 anos-luz atrás. As duas lentes zoom representar esta região por 100 anos-luz, respectivamente, em seguida, um ano luz. Esta imagem exigiu seis meses de cálculo por fazendas de computador.

A matéria negra permanece segreda

A teoria do Big Bang para calcular o número de bárions no Universo (átomos de hidrogênio e hélio-4), formado durante a nucleossíntese primordial.
Os astrofísicos calcularam a taxa de matéria bariônica que seriam cerca de 4% da densidade crítica. Agora, para explicar a geometria plana do universo, a matéria total do universo deve representar 30% da densidade crítica (os restantes 70%, sendo a energia escura).
É, portanto, carece de 26% da densidade crítica de matéria não-bariônica como e, portanto, composta de partículas que não átomos.
Muitos outros índices convergem para indicar que o universo contém uma grande quantidade de material em um não-luminosos. Além disso, o modelo do Big Bang está em excelente concordância com as observações, desde que o Universo contém cerca de 30% de matéria escura e cerca de 70% da energia escura. No entanto, os astrônomos cada vez mais acredito que a matéria escura existe.

Ao invés de tentar explicar as anomalias pela matéria não observável, seria mais adequado para rever as leis físicas que constituem o modelo padrão, e que são de alguma forma contestada por outros problemas mais fundamentais.
Alguns físicos estão se voltando para o exemplo da teoria das cordas. A teoria das cordas dá uma nova dimensão para os habituais quatro (três dimensões de espaço e tempo) e colocar a matéria escura nestas novas dimensões que são inacessíveis a nós.
Nuclear e forças eletromagnética, forte e fraca, ficaria limitada aos nossos quatro dimensões e não podia sair. No entanto, a gravidade poderia ser dispersa em outras dimensões e, portanto, diminuição na intensidade em relação a outras forças.
Podemos ver que é difícil dar uma visão coerente do finito e da matéria escura, porque o assunto ainda está crescendo.

Imagem: Cada vez mais, os astrofísicos acreditam que a matéria escura não existe.